Комплексонометрическое титрование. 5 лекция. Часть 1

1.

Аналитическая химия
Лекция 5
Комплексонометрическое титрование

2.

План лекции:
1. Комплексоны
2. Хелатообразование комплексонов с металлами
3. Условные константы устойчивости
4. Кривые комплексонометрического титрования
5. Визуальная индикация крмплексонометрического титрования
6. Практическое применение комплексонометрии
Учебная литература:
1. Аналитическая химия. Химические методы анализа
/ под ред. О.М. Петрухина.
2. Окислительно-восстановительное и комплексонометрическое
титрование. Практическое пособие / под ред. Кузнецова В.В.
3. Аналитическая химия. Химические методы анализа.
Лабораторный практикум / под редакцией доц. С. Л. Рогатинской

3.

Реакции комплексообразования в титриметрии
быстро
Требования к
реакциям,
используемым в
титриметрии
количественно
единственная стехиометрия
2CN - + Ag+ ⇄ Ag(CN)2В этом методе используют высокую устойчивость цианидных комплексов
некоторых металлов: Ni2+, Cu2+, Co2+, Zn2+, Hg2+

4.

Комплексообразование ионов металлов с
неорганическими лигандами в титриметрии
Комплексообразовние ионов металлов с большинством неорганических
лигандов не соответствует условиям единственной стехиометрии:
Cu2+ + NH3 ⇄ Cu(NH3)2+
Cu2+ + 2NH3 ⇄ Cu(NH3)22+
Cu2+ + 3NH3 ⇄ Cu(NH3)32+
Cu2+ + 4NH3 ⇄ Cu(NH3)42+
Стехиометрия
реакции зависит от
избытка лиганда

5.

Комплексоны
Комплексоны – органические соединения, отличающиеся
наличием в молекуле основных и кислотных групп и способные
вследствие этого к образованию прочных растворимых в воде
комплексов с ионами металлов - хелатов
Герольд Карл
Шварценбах
1945 г.
ТРИЛОНЫ = КОМПЛЕКСОНЫ = аминополикарбоновые кислоты

6.

КОМПЛЕКСОНЫ – полидентатные лиганды
Дентатность –
координационная емкость
комплексона
ЭДТА – гексадентатный лиганд

7.

КОМПЛЕКСОНАТЫ металлов = ХЕЛАТЫ
ВЫВОДЫ:
1) Стехиометрия комплексоната всегда 1:1, независимо от заряда
иона металла.
2) Комплексонат обладает очень высокой устойчивостью.

8.

Применение комплексонов и комплексонатов

9.

Хелатный эффект
Mn+
Al3+
Bi3+
Ca2+
Co2+
Cu2+
Fe2+
Fe3+
La3+
Mg2+
Mn2+
Ni2+
Pb2+
Th4+
Zn2+
Hg2+
Cd2+
lg β(MY)
16,1
22,8
10,7
16,3
18,8
14,2
25,1
15,4
8,7
14,6
18,6
18,0
23,2
16,5
21,8
16,5
ЭДТА – двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной
кислоты (Na2H2Y);
M – катион металла;
Y – анион этилендиаминтетрауксусной кислоты (H4Y)
lg β(MY) – логарифм термодинамической константы
устойчивости комплексоната металла;
Термодинамическая устойчивость хелатов металлов
превосходит устойчивость
комплексов этих же металлов с монодентатными
лигандами с такими же донорными атомами. В этом
и заключается хелатный эффект
Хелатный эффект ≡ lg β(MY) - lg β(MLn)

10.

Протолитические свойства комплексонов
Ионные формы ЭДТУ: H4Y, H3Y ̶ , H2Y2 ̶ , HY3 ̶ , Y4 ̶
Диаграмма состояний ионных форм ЭДТУ
ЭДТУ – слабая органическая кислота, всегда в растворе присутствует
смесь ионных форм,

11.

Ионные состояния металлов в водных растворах
1 - Zn(H2O)62+, 2 – [Zn(H2O)5OH]+ , 3 - Zn(OH)2,
4 - Zn(OH)3-, 5 - Zn(OH)4 2Чем легче ион металла гидролизуется, тем в более кислой среде
протекает его хелатообразование:
Fe3+ (pH2), Ni2+ (pH 6-7), Ca2+(pH 10)

12.

Хелатообразование ЭДТА с металлами
Mn+ + Y4̶ ⇄ MY(4-n)̶